4.2 电解池强化提优练-【经纶学霸】2026-2027学年高二化学选择性必修第一册4星学霸黑白题（人教版）

域，M膜为阳离子交换膜，故放电时Y区域K2SO4溶液浓度增大， D错误。 3.D解析：从图中可以看出，M极区制得NaOH溶液，N极区制 得H2S04溶液，则M极为阴极，N极为阳极。在阴极(M极)，4H20+ 4e=40H+2H2↑；在阳极(N极)，2H20-4e=02↑+4H*。 则Na+透过膜a进人阴极区，膜a为阳膜；SO}从左侧透过膜b进人 右侧，膜b为阴膜；水电离出的H从双极膜c进入左侧，膜c为阳 膜；水电离出的OH通过膜d从左侧进入右侧，膜d为阴膜；Na+透过 膜e从右侧进入左侧，膜e为阳膜；S0子从左侧透过膜f进入右侧， 膜f为阴膜。所以在M极区及膜d与膜e之间的区域制得NaOH溶 液：在N极区及膜b与膜c之间的区域，制得LSO,溶液。在电解池 中，阳极的电势高于阴极，则电势：N电极（阳极）>M电极（阴 极)，A错误；由分析可知，双极膜c输出Ht,膜a、膜e为阳离子交换 膜，B错误：N极为阳极，水失电子生成O,和H,电极反应式 为2H20-4e02↑+4Ht,C错误；当电路中转移1mole时，N极 区、膜b与膜c之间的区域各制得0.5molH2S04溶液。整套装置将 制得1molH2S04,D正确。 4.D解析：电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动， 溶液中的Na向阴极移动，与双极膜提供的氢氧根离子结合，出口2 的产物为NaOH溶液，A错误；电解时，溶液中的阳离子向阴极移动， 阴离子向阳极移动，溶液中的B向阳极移动，与双极膜提供的氢离 子结合，故出口4的产物为HBr溶液，钠离子不能通过双极膜，故出 口5不是硫酸，B错误；结合选项B,B不会从盐室最终进入阳极液 中，C错误：电解池阴极处发生的反应是物质得到电子被还原，发生 还原反应，水解离成H和OH,则在阴极处发生的反应为2H++2e =H2↑，D正确。 专题突破12 突破电化学中多池串联装置 黑题 专题强化练 题号12 3 答案DCC 1.D解析：A1的金属活动性最强，则A】优先失电子，电极I为负极， 电极Ⅱ为正极；丙为电解池，电极Ⅲ为阳极，电极V为阴极。A!从电 极I失电子流向电极Ⅳ，所以电流方向：电极V→电极I,A不正 确：电极I为负极，盐桥中的阳离子(K+)向正极移动，阴离子向负 极移动，B不正确；由分析知，电极Ⅲ为阳极，电极反应式为Cu-2e 一Cu2+,C不正确；乙池中Cu2+在电极Ⅱ得电子生成Cu,c(Cu2+) 减小：丙池中，电极Ⅲ中发生反应Cu-2e—Cu+,电极V中发生反 应Cu2++2e一Cu,所以溶液中c(Cu2+)不变，D正确。 2.C解析：该装置外接电源，为电解池装置，通电片刻即发现乙装置左 侧电极表面出现红色固体，说明发生反应：Cu2++2e一Cu,A正确； 乙装置左侧电极为电解池阴极，右侧为阳极：电源左侧为负极，右侧 为正极：在丙装置中阳极发生失电子反应，阳极电极反应式为Ag-e =Ag,阴极电极反应式为Ag+e一Ag,所以电解过程中丙中溶 液酸碱性无变化，B正确；甲装置中阳极电极反应为2Cl-2e= Cl2↑，阴极电极反应为2H20+2e一H2↑+20H,相当于从溶液 中逸出HC1气体，若加入盐酸，则多加入了水，会导致KC1溶液浓度 减小，C错误：标准状况下当甲中产生4.48L气体时，两极各产生 0.1mol气体，转移电子数0.2mol,丙中Cu电极上银离子得电子产生 银单质，转移0.2mol电子时有0.2 mol Ag生成，则Cu电极增重 21.6g,D正确。 3.C解析：阳极的电极反应式为2H20-4e一02↑+4H,当电路中 转移1mole时，生成8g02从溶液中逸出，同时有1molH通过离 子交换膜向阴极室迁移，所以阳极室溶液质量共减少9g,A正确；阳 极室产生H,阴极电极反应式为2CH2=CHCN+2H++2e NC(CH2),CN,消耗H,应选用阳离子交换膜使H通过离子交换膜 选择性必修第一册·RJ 由阳极室向阴极室迁移，B正确：通入甲烷一极的电极反应式为 CH4-8e+100H一C0?+7H20,石墨电极b上的电极反应式为 2CH2=CHCN+2H*+2e=NC(CH2),CN,每个电池甲烷通入量 均为5.6L(标准状况)且反应完全，则电路中转移电子为2mol,理论 上最多能获得1 mol NC(CH2)4CN,C错误；根据题意，与传统有机 合成相比，电化学有机合成法反应条件温和、反应试剂纯净且生产效 率高，D正确。 4.(1)正N2H4-4e+40H=N2↑+4H20(2)1(3)阴离子 2.84(4Fe+2H,0电解fe(0H2+H,↑ 解析：(1)正极发生还原反应，负极发生氧化反应，甲装置中C2电极 上氧气得电子为正极；C,电极中N2H,失电子产生氮气，电极反应式 为N2H4-4e+40H一N2↑+4H20。(2)乙装置发生的反应为 4AgN0,+2H,0电解4Ag+0,↑+4HN0,当外电路中通过0.04ml电 子时，反应生成0.04mlHN0,原溶液中c(H+)=0,04m0l 0.4L 10-6mol·L1≈0.1mol·L-1,故溶液的pH约为1。(3)丙装置中， C4电极为阳极，阳极上有O2产生；C电极为阴极，阴极上有H2产 生。中间Na2S04废水中的S0?通过膜X向阳极区移动，Na*通过 膜Y向阴极区移动，故膜X为阴离子交换膜，膜Y为阳离子交换膜； 当外电路中通过0.04mol电子时，中间Na2S04废水中减少溶 质Na2s04的质量为0.02mol×142g·mol1=2.84g。(4)丁装置中， Fe与丙装置中阴极相连，Fe为阳极，比Cl更容易失去电子，Fe质量 减少，水得电子生成氢氧根离子和氢气，二价铁离子与氢氧根离子结 合形成Fe(OH)2,丁装置工作中发生反应的化学方程式为Fe+2H20 电解re(oH)2+H,t。 第二节 强化提优练 黑题阶段复习练 题号12345 答案BC DDB 1.B解析：电解稀盐酸溶液，两极上分别为C1和H放电，两极气体体 积之比是1：1，A不符合题意；电解稀硫酸，两极上分别为0H和H 放电，消耗水，H浓度增大，溶液的pH变小，B符合题意；电解CuSO4 溶液，阴极析出铜，如时间较少，没有气体放出，C不符合题意；电解 硝酸钾溶液，两极上分别为OH和H放电，消耗水，溶液呈中性，pH 不变，D不符合题意。 2.C解析：以阴极e和阳极C为电极，电解氯化钾溶液，电解反应式 为2KC+2H,0电解2KOH+H,↑+C,↑，通人HC可恢复电解前的 状态，故A错误；以阳极Pt和阴极C山为电极，电解硫酸铜溶液，电 解反应式为2CuS04+2H,0电解2Cu+0,↑+2H,s04,需要加入氧化 铜或碳酸铜恢复电解前的状态，故B错误；以C为电极，电解硫酸， 阳极上氢氧根离子放电，阴极上氢离子放电，相当于电解水，通电一 段时间后仍为硫酸溶液，可以加水让溶液恢复电解前的状态，故 C正确；以阳极Ag和阴极Fe为电极，电解AgNO3溶液，阳极银放电， 阴极银离子放电，相当于电镀银，通电一段时间后仍为AgNO3溶液 且浓度不变，不需要加AgNO3晶体恢复电解前的状态，故D错误。 3.D解析：图中石墨A中I→I2,碘元素的化合价升高，发生氧化反 应，A为阳极；石墨B中CH3OH→CH0+D,其中C、0元素化合 价不变，而B为阴极，则H元素化合价应该降低，则D为H2;由分析 0 可知，选项A、B正确；由图可知反应①的方程式为八√+，一 0 人Y+,C正确；由图可知，参加反应的为「、CHOH、2-丁酮 黑白题48 (人√)，化学方程式为 +I+CH,0H电% CH30~+H2↑，D错误。 4.D解析：二氧化硫被氧化为硫酸根离子，所以二氧化硫所在的区为 阳极区，阳极与电源正极a相连，则b为电源负极，A错误：将装置中 的阳离子交换膜换成阴离子交换膜，阴极变为氢离子得电子，阳极变 为亚硫酸氢根离子失电子，电极反应式发生改变，B错误：阳离子交 换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极，所以H由阳极室 通过阳离子交换膜移动到阴极室，C错误；阳极的电极反应式 为S02+2H20-2eS0}+4H,D正确。 5.B解析：双极膜、双功能催化纳米片等材料作正极，是保证电池功能 的重要条件，A正确：放电时，H移向正极，与二氧化碳反应生成甲 酸，正极区附近溶液pH发生改变，B错误：充电时，甲酸在阳极失去 电子生成二氧化碳，阳极反应为HC00H-2e=C02↑+2H,C正 确：理论上，该电池放电时消耗1molC02转移电子2mol,对应铅蓄 电池中转移电子2mol产生的2molH2S04,则用该电池给铅蓄电池 充电，理论上消耗的C02与铅蓄电池中产生的H2S04的物质的量之 比为1：2，D正确。 6.(1)有气泡产生2CI-2e—Cl2↑(2)Pb-2e+s03= PhS04负(3)0.1(4)①红02+4e+2H20=40H②F 解析：(1)要证明F是正极，说明B为阳极，阳极应该是阴离子氯离 子放电变为氯气，因此B电极出现有气泡产生现象，电极反应式 为2C1-2e一Cl2↑。(2)铅蓄电池工作时（放电），E电极为负 极，其负极反应式为Pb-2e+S0=PbS04,充电时该极与外接电 、放电 源的负极相连。(3)根据Pb(s)+Pb02(s)+2H,S0,(aq)充电 2PbS04(s)+2H20(1),1 mol Pb02反应转移2mol电子，若有0.2mol 电子发生转移，则正极消耗Pb02的物质的量是0.1mol。(4)①若 用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则 锌板为负极，铅笔芯为正极，氧气反应生成氢氧根离子，氢氧根离子 使酚酞变红，因此滤纸出现红色，铅笔芯c点处的电极反应式为0，+ 4e+2H20一40H。②若用KI1-淀粉溶液浸湿滤纸，铅笔芯c点 处出现蓝色，说明c点生成了单质碘，则c为阳极，连接电源正极，则 b接的是正极即F电极。 7.(1)①A②2CN--10e+120H=2C0号+N2↑+6H20③在电流 密度、电解时间一定条件下，pH>12.5,OH参与放电，CN放电减少， 导致除氰效率降低(2)①0.1②0.01③0.8NA 解析：(1)①根据图示可知，B极上CN失去电子生成N2,和C0?发 生氧化反应，B极为阳极，A极为阴极：②电解时，CN失去电子发生 氧化反应，电极反应式是2CN-10e+120H一2C0+N2↑+ 6H20;③当pH>12.5时溶液的碱性强，0H失去电子参与放电，CN 放电减少，导致除氰效率降低。(2)①阳极上离子放电顺序为C> OH,阴极上离子放电顺序为Cu2+>H,开始阶段阴极上析出Cu,阳 极上产生C2,则题图4中曲线I代表阴极产生气体体积的变化，曲 线Ⅱ代表阳极产生气体体积的变化。阳极上发生的反应依次 为2Cl-2e—Cl2↑、2H20-4e—4H++02↑，由曲线Ⅱ可知， Cl放电完全时生成标准状况下224mLCL2,根据Cl原子守恒可知， 溶液中c(NaC)-0.01molx2=0.1 mol.L:②电解CuS0,溶液时， 0.2L Cu2+在阴极放电，水电离的OH在阳极放电，电解反应的离子方程式 为2Cu2+2H,0电餐2Cu+0,↑+4H;C极为阴极，电极反应式为 Cu2++2e一Cu,析出0.64gCu(即0.01mol)时，生成H2s04的物质 的量也为0.01mol;③加入0.2 mol Cu(0H)2相当于加入0.2 mol Cu0 和0.2molH20,则电解过程中转移电子的物质的量为0.2mol×2+ 0.2mol×2=0.8mol,即0.8N4个电子。 正本参考答案 第三节 金属的腐蚀与防护 白题基础过关练 题号1234 5 答案D CC A C 1,D解析：燃气灶使用中会受到空气中氧气的侵蚀，长时间使用后可 能导致燃气灶表面生锈，主要是因为化学腐蚀，A不符合题意：装浓 硝酸的铁桶变黑是因为发生钝化，不是吸氧腐蚀引起的，B不符合题 意；银单质化学性质较稳定，纯银不能形成原电池，C不符合题意：炒 完菜的铸铁锅长时间用水浸泡时出现锈斑，发生吸氧腐蚀，酸性条件 下发生析氢腐蚀，D符合题意。 2.C解析：无论发生化学腐蚀、析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，铁均是失去电 子发生氧化反应生成亚铁离子，反应式为Fe-2c一Fe2+,A正确； t1~2s时铁、碳在溶液中构成原电池，碳为原电池的正极，在水分子 作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，B正确： O~t1s时压强增大说明铁与醋酸溶液反应生成氢气，使锥形瓶内气 体的物质的量增大，反应生成的氢气可能是铁直接与醋酸发生化学 腐蚀而得，也可能是铁、碳在酷酸溶液中构成原电池，铁发生析氢腐 蚀而得，C错误；2s时，锥形瓶中压强明显小于起始压强，说明铁、碳 在溶液中构成原电池，铁发生了吸氧腐蚀，D正确。 3.C解析：由图可知4中铁为电解池的阳极，腐蚀最快，而5中铁为 电解池的阴极，则腐蚀最慢，6中铁为原电池的负极，被腐蚀，但腐蚀 速率4>6,6和2相比较，6中铁易腐蚀（两极金属的活泼性相差越 大，负极越易被腐蚀)，1为化学腐蚀，3中铁为原电池的正极，被保 护，则腐蚀时由快到慢的顺序是4>6>2>1>3>5：答案选C。 四归纳总结 在相同电解质溶液中，金属的腐蚀速率：电解原理引起的腐蚀> 原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有原电池防护措施的腐蚀>有电 解池防护措施的腐蚀。 4.A解析：搪瓷层破损后，铁与空气直接接触，搪瓷层已不能对铁进 行有效保护，A错误：铁件与电池负极相连接，根据电解原理，铁件 作阴极，阴极上得电子，发生还原反应，铁件被保护，该方法为外加 电流法，B正确：锌比铁活泼，锌作负极，铁作正极，铁被保护，该方法 为牺牲阳极法，C正确：管道上涂有沥青，隔绝铁与空气的接触，减少 钢铁的腐蚀，D正确。 5.C解析：潮湿空气中铁钉能发生吸氧腐蚀：干燥空气中无水，不能发 生吸氧腐蚀，铁钉不易生锈，A正确；断开电源后，该装置为原电池装 置，铁作负极，失电子被氧化，在海水中发生吸氧腐蚀，B正确；应该 将钢铁闸门与电源的负极相连，可防止钢闸门腐蚀，防腐蚀原理为外 加电流法，C错误：若金属M比铁活泼，将M与铁相连，为牺牲阳极 法，可保护铁，D正确。 黑题应用提优练 题号12345 答案BAB DC 1.B解析：铜腐蚀后生成的铜绿不是Cu(0H)2,而是碱式碳酸铜 [Cu2(OH)2C03],A错误；工业上用石墨作电极电解熔融氧化铝冶 炼铝时，阳极生成氧气，会和石墨电极反应消耗石墨，故阳极需定期 更换，B正确：钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应是铁失去电子形成亚 铁离子：Fe-2e=Fe2+,C错误；防止铁管被腐蚀，可以利用原电池 原理的牺牲阳极法，铁作正极被保护，D错误。 2.A解析：钢铁发生吸氧腐蚀时的负极反应式为Fe-2e一Fe2+ 故A错误：铝和锌的活泼性大于铁，作原电池的负极，防腐过程中铝 和锌均作为牺牲阳极，失去电子，故B正确；防腐涂料可以防水、隔 离0，，减少氧气接触，降低吸氧腐蚀的速率，故C正确：钢铁防腐只 能减缓钢铁腐蚀，未能完全消除，故D正确。 黑白题49第二节强化提优练 黑题阶段复习练 限时：35mim 1.(2024·福建龙岩高二月考)用铂作电极电解4.(2024·福建福州高二期中)利用如图所示装 某种溶液，通电一段时间，溶液的酸性增强， 置（电极均为惰性电极）可吸收S02,并用阴极 并且在阳极得到0.1mol气体，阴极得到 排出的溶液吸收NO2。下列说法正确的是 0.2mol气体（两种气体均在相同条件下测 定)。由此可知溶液可能是 直流电源 ba bo A.稀盐酸 B.稀硫酸 较浓H,SO 02 C.CuS0,溶液 D.KNO,溶液 2.用阳极X和阴极Y电解足量Z的水溶液，电 稀H,S0,+S02 HSO 解一段时间后，再加入W,能使溶液恢复到电 阳离子交换膜 解前的状态，符合题意的一组是 ( A.b为直流电源的正极 B.将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换 选项阳极X阴极Y Z W 膜电极反应式不变 A C Fe KCI KOH C.电解时，H由阴极室通过阳离子交换膜移 B Pt Cu CuSO Cu(OH)2 动到阳极室 C H2S04 H20 D.阳极的电极反应式为S0,+2H,0-2e D Ag Fe AgNO, AgNO3晶体 =S02+4H 3. (2023·江苏南通高二月考)有机电合成是用 5.(2024·江苏泰州高二月考)中国科学院利用 电化学的方法进行有机合成的技术。如图是 二氧化碳和甲酸的相互转化反应设计了一种 在KI-CH,OK-CH,OH体系中，以石墨为电 可逆的水系金属二氧化碳电池，结构如图所 极电解2-丁酮制备中间体3-碘-2-丁酮的 示。下列说法不正确的是 ( ① 原理图。下列说法错误的是 D H*- OH 电 CH.O CO 无电 石 OH B HCOOH CH.OH Zn薄片 双极膜 双功能催化 纳米片 A.石墨A为阳极 A.双极膜、双功能催化纳米片等材料是保证 B.物质D是氢气 电池功能的重要条件 C反①的方程式为火+一人 B.放电时，H移向正极，正极区附近溶液pH不变 C.充电时，阳极反应为HC0OH-2e=C02↑ D.整个过程的总反应为，又+山电解 +2H D.若用该电池给铅蓄电池充电，理论上消耗 又+ 的C02与铅蓄电池中产生的H,S04的物 质的量之比为1：2 选择性必修第-一册·RJ黑白题124 6.铅蓄电池的充放电总反应为Pb(s)+Pb02(s) ②电解时，CN发生反应的电极反应式是 +2Hs0,(q)毫毫2Ps0.(e)+2H,0(1)。某 ③常温下，为了研究pH对除氰效率的影响， 铅蓄电池的正、负极标记被磨损，试用如图装 控制电流密度为2A·dm2,电解时间1h,测 置设计实验，识别出此铅蓄电池的正、负极。 得除氰效率(%)随pH变化如图2所示。结 合图中信息分析，当pH>12.5,除氰效率降低， 原因是 石墨电极 CuCl(ag) 电源 55.41 (1)将A接E、B接F,B电极出现 55.2 数 55.0 现象，电极反应式为 54.8 54.4 说明F为正极。 54.2 (2)铅蓄电池工作时（放电），E电极的反应 pH为9~10的碱性废水 9101112.514pH 图1 图2 式为 充电时该电 (2)按如图3所示装置进行电解，A、B、C、D 极与外接电源的 极相连。 均为铂电极，回答下列问题。 (3)若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗 V/mL Pb0,的物质的量是 mol。 672 560 (4)如图是在金属锌板上贴上一张用某溶液 448 336 224 浸湿的滤纸。 11 铅笔芯接导线 图4 铅笔 滤纸 已知一：甲槽电解的是200mL一定浓度 的NaCl与CuSO,的混合溶液，理论上两极所 ①若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤 得气体体积随时间变化的关系如图4所示 纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现 (气体体积已换算成标准状况下的体积，电解 色，铅笔芯c点处的电极反应式 前后溶液的体积变化忽略不计)。 为 ①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为 ②若用KI-淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b mol.L1。 与铅蓄电池的E、F电极相连，铅笔芯c点处 已知二：乙槽为200 mL CuS0,溶液： 出现蓝色，则b接的是 (（填“E”或 ②当C极析出0.64g物质时，乙槽溶液中生 “F”)电极。 成的H,SO,的物质的量为 mol。 7.(2024·四川宜宾一模节选)“氰化提金”产生 ③若通电一段时间后，向得的乙槽溶液中 的废水中含有一定量的CN,电解法处理含氰 加入0.2 mol Cu(0H)2才能恰好恢复到电解 废水是常用方法之一，其原理如图所示。 前的浓度，则电解过程中转移的电子数为 (1)①电解时，阴极是 (填“A”或“B”)。 (用含N的式子表示)。 第四章黑白题125